【紙芝居トレース】単方向リストの作成/追加（FEBサンプル問題2問03, 基本情報技術者試験, 科目B, 午後, 擬似言語, オブジェクト指向）擬似言語⑬Aの1

このNoteでは「単方向リスト」をオブジェクト指向で実現した擬似言語問題をガチでトレースします。＞【FEB】サンプル問題2問03のNote

このNoteはシリーズの予定です。

1. 単方向リストの作成/追加
   ＞【FEB】サンプル問題2問03のNote

2. 単方向リストの削除
   ＞【FEB】サンプル問題1問10のNote

3. 単方向リストの挿入（企画中＊）

4. 双方向リストの作成/追加（作成中＊）

5. 双方向リストの削除（作成中＊）

6. 双方向リストの挿入（作成中＊）
   ＞【FEA】令和05年問02のNote

FE科目Bに単方向リストが出てるので学習は当然として。科目Aに双方向リストが出てるので、科目Bに出る備えもしたいと考えました。

しかし単方向リストを「何となく正解できる」程度では、双方向リストのトレースはできません。単方向リストをガチでトレース/理解して、双方向リストの理解に挑戦する教材を作ろうと思い立ちました。

少しでも学習のお役に立てたら嬉しいです。

それでは始めましょう！

＞全Noteへのリンク（FE節）
※科目Aのテーマ別対策、科目B対策、旧FE午後（セキュリティ）など沢山作りました！

【NOTICE】著作権を侵害には即座に法的措置をしています。人格否定もブロックなどの自衛手段を行います。私は1個人であり、公人ではありません。プライベート時間の全てを費やして作成してきました。ご理解頂ける方のみ、ご活用されると嬉しいです🫠

今回の全体像

単方向リストのクラスListElementと、リストを構築するappend関数のトレースを行います。

クラスと関数は、＞【FEB】サンプル問題2問03のNote に出ています。作るリスト（A→K→T）は、今Noteシリーズの最終ゴール ＞【FEA】令和05年問02のNote と同じ。

単方向リスト（A→K→T）の作成が目的。メイン処理が実行され。大域宣言、関数呼び出し3回を経てプログラムは終了します。

FEにクラスの擬似言語は書かれませんが、下記な感じかな。

クラス ListElement
  メンバ変数
    文字型: val
    ListElement:next  /* 初期状態は未定義である */

  コンストラクタ ListElement(文字型: qVal)
    val ← qVal

今回トレースする擬似言語。

〔プログラム〕
  大域: ListElement: listHead ← 未定義の値
  append("A")
  append("K")
  append("T")

  ○append(文字型: qVal)
    ListElement: prev, curr
    curr ← ListElement(qVal)
    if (listHead が 未定義である)
      listHead ← curr
    else
      prev ← listHead
      while (prev.next が 未定義でない)
        prev ← prev.next
      endwhile
      prev.next ← curr
    endif

append関数は＞【FEB】サンプル問題2問03のNote のまま。空欄も正答で埋めてます。

大域宣言

下準備として「listHead」変数（ポインタ変数）を準備します。「大域」宣言なので、プログラム全体で共用します。＞【2分×30節で読める】擬似言語の教科書Note㉚

この後に、append関数を3回呼び出します。
append("A") append("K") append("T")
次節からトレースします。

append("A")

append("A")をトレースします。

最初の1～2行が擬似言語/プログラム。3行目以降に、変数/メモリ（データ）の作成状況、ポインタ変数がメモリ位置を指している状況を矢印図示しました。「※」は理解を助けるコメントを書いてます。

擬似言語1行1行で変化した部分に色を付けてます（青, 緑, 水色）。注目/注意すべき点も（緑, 赤）。

listHeadにAが記録されてるアドレスが格納されて、リストに1個目の要素が追加されます。

append関数が終わったので局所宣言のprev, currは喪失。listHeadは大域宣言なので残ります。

リストに”A”が追加されたので、次は"K"を追加します。次節ではappend("K")をトレースしましょう。

append("K")

append("A")で一度通ったので軽めに描きつつ、新しい/細かい解説を追加しますね。

append("K")の一行目はappend("A")と同じ。そりゃ同じ宣言ですから。ただし、今回作ったprev, currは、append("A")で作ったprev, currとは別物（※）。

"K"のデータを作りメモリに配置します。アドレス300は偶然です。Aのアドレス100も偶然。

次のif文判定。append("A")と違います。append("A")では真Trueでしたが、今回は偽False。listHead（リスト先頭）には"A"のアドレスが格納されてますからね。

初めて実行されたif-False(else)。prevはappend("A")で使わなかったけど、今回使います。今後のご活躍に期待。

if-false内にwhileあり。ループをすべきか判定します。「～でない」が真Trueなので、言葉がややこいですね。

「～でない（真）、ではない」ので偽False。while文内は実行せず。実行するケースも見たいですね。

while文を抜け直下、if-False(else)の最後の1行。

currが指してる”K”を、prev.nextも指します。prevは現在"A"を指してる。"A"が記録されてるオブジェクトの属性「.next」に”Kへのアドレス”を格納。

append("K")終了。

※skipOK。currとprev.nextが同じ働きをしてます。宣言をみると、どちらも「ListElement型」。どちらも「ListElement型データを指すポインタ変数」なのです。上手くできるなぁと個人的に感動しました。

局所だったprev, currは喪失。大域listHeadとリスト（A→K）は残ります。append("A")終了後と同じ。

次はappend("T")で、リストがA→K→Tになるのを確認します。

append("T")

一行目は宣言なので同じ。

リストに追加したい”T”データ、のオブジェクトを生成。

リストは存在してる（listHeadが指してる）ので、今回もif-False(else)を実行。

else文でprevの指し先が決まり。前回append("K")と一緒。

今回はwhile文内も実行。やったぁ！

while文内の初実行。prevの指し先が変わります。

while文の2回目を実行すべきか判定。実行しなくて良し。

現リストを最後まで辿るループだったんですね。

while文抜け、if-False(else)のラスト1行。append("K")と同じ処理。でもprevの状況が違う。

prev.nextが未定義（=リスト最後）でしたが、curr(="T"の位置)を格納させたので、リストに要素3番目が追加されました。

append("T")終了。局所は消えて、大域たちが残る。

以上、一行一行トレースできました。

フロー全体の把握

前節まで1行1行トレースしたので、全体の流れをチェック。各部の役割とか、今回確認できなかった部分があるか。

全行/全分岐/全命令が実行できてます。

append("A")が、if文Trueルート。
append("K")が、if文False+while0回ルート。
append("T")が、if文False+while1回ルート。
全ルート巡れたので良かった。

なお、次回delNode()関数でやる模様。授業の時間枠じゃできないですが、これはNote。復習と理解を深めていきます。＞単方向リストの削除Note＊

まとめ

お疲れ様でした！

オブジェクト指向は、「オブジェクト名.属性名」「オブジェクト名.メソッド（引数）」で大方正解はできます。

でも「何となく正解はできるけど…」で止まると、自分がプログラムを作る時/後輩さんに教える時に、必ず困ります。

IT専門学校で授業してる私も困ってます。

限られた時間枠の授業では「正解できる」程度で留めるしかないのですが。色んな学生さんがいるので、授業は平均点ちょい下にする必要もあるし。初学者に厳密解を教えても混乱させるだけです。

しかし。「騙し騙し」社会人にさせて苦労させるのはカワイソウ。卒研までに/就職までには少なくとも一度はちゃんと向き合わねばなりません。

よって補助教材として作りました。放課後の有志補講として活用して様子を見ています。

少しでも合格の手助けになれば嬉しいです。

でわ次回 ＞単方向リストの削除Note＊でお会いしましょう！

（・ω・▼）ノシ

科目Bも全部作りました。

60分で基礎を復習できます。
＞【2分×30節で読める基礎】擬似言語の教科書Note
問題演習を通して見出すべきノウハウ。
＞【図解で流し見】擬似言語の解法11のNote
基本課題12個＋追加課題25個（現状）
＞FE科目BのSTEP4（目次）

実力確認や模擬試験に。
＞令和07年科目Bの解説Note
＞令和06年科目Bの解説Note
＞令和05年科目Bの解説Note
＞サンプル科目B（１❶）の解説Note（擬似言語）
＞サンプル科目B（１❷）の解説Note（セキュリティ）
＞サンプル科目B（２）の解説Note

またFE科目Bセキュリティは、SG科目Bが似ている（てか流用している）ので、問題演習として優秀です。＞全Noteへのリンク（SG）

良かったらご活用下さい。